一种考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法技术

一种考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法，包括以下步骤：构建考虑多源平衡动态全响应的互联系统输配协同优化调度模型，所述调度模型以决策目标和运行目标之和最小为优化目标，所述决策目标为系统计划购电成本，所述运行目标包括弃风成本和备用调用成本；所述调度模型的约束条件包括火电机组有功平衡动态全响应约束、储能有功平衡动态全响应约束和联络线有功平衡动态全响应约束；对有功平衡动态全响应约束进行离散处理，其中，针对离散尺度的选择，提出考虑净负荷跟踪需求判断的离散尺度优化策略，然后采取双层分布式算法，对离散后的调度模型优化求解。本发明专利技术不仅降低了决策运行成本，而且提高了运行稳定性。而且提高了运行稳定性。而且提高了运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法


[0001]本专利技术涉及电力系统优化调度
，尤其涉及一种考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法。

技术介绍

[0002]随着近年来大量分布式电源从配网侧接入电网，传统的解决区域电网调频容量不足的问题的方案是通过互联区域间通过联络线进行功率支援，配网侧的灵活性资源通过电力电子装置等方式可以参与电网调频。传统配电网从之前的单向受电网向双向电网转变，由此逐渐变成具有主动调控能力的有源配电网。而主网和配网又分属两个调度中心，所以在对区域电网进行优化调度时必须考虑输配电网之间的协同问题。长期以来，系统运营商依靠静态功频分析建立经济调度模型。随着我国能源结构的变革，系统中如系统惯量、风速等动态随机性变量数量增多、变化速率增快，静态功频分析未考虑系统动态变量对实际调频出力区间需求和速率范围需求的影响，使得静态功频特性下所确定的系统调频出力区间和速率范围与实际需求出现偏差，难以保障系统运行时系统频率安全和运行经济。
[0003]通过在优化调度模型中引入系统有功平衡动态响应的频率变化机理，利用机组有功平衡动态响应过程来寻找调度周期内的系统实际出力区间和速率范围需求，更好地权衡电力系统运行的安全性和经济性。随着传统火电机组并网比例的减少，传统机组调频指令响应时滞等固有缺陷受系统惯量下降影响而放大，仅调用传统机组已经无法满足系统对实时有功平衡的响应速率需求，进而威胁系统的安全运行。因此，现有调度方法使得决策运行成本高、运行稳定性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的决策运行成本高、运行稳定性差的缺陷与问题，提供一种决策运行成本低、运行稳定性好的考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法，该方法包括以下步骤：
[0006]S1、构建考虑多源平衡动态全响应的互联系统输配协同优化调度模型，所述调度模型以决策目标和运行目标之和最小为优化目标，所述决策目标为系统计划购电成本，所述运行目标包括弃风成本和备用调用成本；所述调度模型的约束条件包括火电机组有功平衡动态全响应约束、储能有功平衡动态全响应约束和联络线有功平衡动态全响应约束；
[0007]S2、对有功平衡动态全响应约束进行离散处理，其中，针对离散尺度的选择，提出考虑净负荷跟踪需求判断的离散尺度优化策略，然后采取双层分布式算法，对离散后的调度模型优化求解。
[0008]步骤S1中，优化目标函数为：
[0009]；
[0010]；
[0011]式中，为调度间隔时段索引数，为区域索引数，为火电机组索引数，为储能单元索引数，为联络线索引数，为连续时间，为调度间隔时段总数，为区域总数，为区域火电机组总数，为区域储能单元总数，为联络线总数，为第个调度间隔时段内决策目标，为第个调度间隔时段内运行目标，为第个调度时段内区域火电机组的总决策目标，为第个调度时段内的联络线决策目标，为第个调度时段内的时刻联络线运行目标，为第个调度时段内区域储能单元时刻的运行目标，为第个调度时段内区域火电机组时刻的总运行目标，为第个调度时段区域新能源时刻的运行目标，和分别为第个调度间隔时段首端时刻和尾端时刻，、、为火电机组发电报价系数，为第个调度时段内区域的火电机组总实时出力，为弃风单价，为联络线电量传输报价系数，为第个调度时段内联络线实时出力，为储能单元调频成本函数，为区域火电机组实时出力，为联络线的出力计划实时调节量，为储能单元
实时出力，为风电预测出力，为风电实时出力梯形模糊数，代表积分项。
[0012]步骤S1中，所述火电机组有功平衡动态全响应约束包括动态方程组约束、实时出力约束、实时爬坡约束、出力计划约束和实时频率约束；
[0013]；
[0014]；
[0015]；
[0016]；
[0017]；
[0018]；
[0019]；
[0020]；
[0021]式中，为区域实时频率偏差量，为区域火电机组实时出力，和分别为区域火电机组一次调频出力和二次调频出力，为辅助火电机组完成惯性响应的机组出力，为第个调度时段内区域的火电机组总实时出力，为火电机组二次调频信号，为辅助火电机组完成二次调频的其他机组二次调频信号之和，为传入区域的联络线出力计划实时调节量，为第个调度时段内传入区域的联络线出力计划实时调节量，为区域新能源时刻的出力计划，为区
域时刻的平均出力计划，为传入区域的联络线出力计划，为区域其他火电机组出力计划之和，为区域的等效惯量，为区域负荷的阻尼系数，为火电机组的时间常数，为火电机组的调差系数，为区域时刻的新能源实时出力，为二次调频系数，为区域火电机组的出力速率，和分别为火电机组最大出力和最小出力，和分别为火电机组最大爬坡速率和最小爬坡速度，代表微分项。
[0022]步骤S1中，所述储能有功平衡动态全响应约束包括动态方程组约束、实时出力约束、实时爬坡约束、实时电量约束和实时频率约束；
[0023]；
[0024]；
[0025]；
[0026]；
[0027]；
[0028]；
[0029]；
[0030]式中，为区域的等效惯量，为区域实时频率偏差量，为区域负荷的阻尼系数，为区域储能单元实时出力，为辅助储能单元完成惯性响应的机组出力，为传入区域的联络线出力计划实时调节量，为第个调度时段内传入区域的联络线出力计划实时调节量，为区域新能源时刻的出力计划，为区域时刻的平均出力计划，为储能单元二次调频信号，为辅助储能单元完成二次调频的其他机组二次调频信号之和，为二次调频系数，为区域火电机组总数，为第个调度时段内区域的火电机组总实时出力，为区域储能单元的电量状态，为变量，为储能单元的时间常数，为储能单元的出力速率，和分别为储能单元最大爬坡速率和最小爬坡速率，和分别为储能充电效率和放电效率，为储能额定容量，和分别为储能最大电量状态和最小电量状态。
[0031]步骤S1中，所述联络线有功平衡动态全响应约束包括动态方程组约束、实时出力约束、实时爬坡约束和出力计划约束；
[0032]；
[0033]；
[0034]；
[0035]；
[0036]式中，为传入区域的联络线出力计划实时调节量，为交换功率方
向为区域传向其他区域的联络线集合，为联络线在时刻的实时出力，为联络线在时刻的实时出力，为交换功率方向为其他区域传向区域的联络线集合，为传入区域的联络线出力计划，为第个调度时段内联络线的计划出力，为第个调度时段内联络线的计划出力，为联络线在时刻的频率实时变化量，为联络线的送端区域在时刻的频率实时变化量，为联络线的送端区域，为联络线的受端区域在时刻的频率实时变化量，为联络线的受端区域，为联络线的阻抗，和分别为联络线最大出力和最小出力，和分别为联络线最大爬坡速率和最小爬坡速率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、构建考虑多源平衡动态全响应的互联系统输配协同优化调度模型，所述调度模型以决策目标和运行目标之和最小为优化目标，所述决策目标为系统计划购电成本，所述运行目标包括弃风成本和备用调用成本；所述调度模型的约束条件包括火电机组有功平衡动态全响应约束、储能有功平衡动态全响应约束和联络线有功平衡动态全响应约束；S2、对有功平衡动态全响应约束进行离散处理，其中，针对离散尺度的选择，提出考虑净负荷跟踪需求判断的离散尺度优化策略，然后采取双层分布式算法，对离散后的调度模型优化求解。2.根据权利要求1所述的一种考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法，其特征在于：步骤S1中，优化目标函数为：；；式中，为调度间隔时段索引数，为区域索引数，为火电机组索引数，为储能单元索引数，为联络线索引数，为连续时间，为调度间隔时段总数，为区域总数，为区域火电机组总数，为区域储能单元总数，为联络线总数，为第个调度间隔时段内决策目标，为第个调度间隔时段内运行目标，为第个调度时段内区域火电机组的总决策目标，为第个调度时段内的联络线决策目标，为第个
调度时段内的时刻联络线运行目标，为第个调度时段内区域储能单元时刻的运行目标，为第个调度时段内区域火电机组时刻的总运行目标，为第个调度时段区域新能源时刻的运行目标，和分别为第个调度间隔时段首端时刻和尾端时刻，、、为火电机组发电报价系数，为第个调度时段内区域的火电机组总实时出力，为弃风单价，为联络线电量传输报价系数，为第个调度时段内联络线实时出力，为储能单元调频成本函数，为区域火电机组实时出力，为联络线的出力计划实时调节量，为储能单元实时出力，为风电预测出力，为风电实时出力梯形模糊数，代表积分项。3.根据权利要求1所述的一种考虑多源平衡动态全响应的输配协同优化调度方法，其特征在于：步骤S1中，所述火电机组有功平衡动态全响应约束包括动态方程组约束、实时出力约束、实时爬坡约束、出力计划约束和实时频率约束；；；；；；；
；；式中，为区域实时频率偏差量，为区域火电机组实时出力，和分别为区域火电机组一次调频出力和二次调频出力，为辅助火电机组完成惯性响应的机组出力，为第个调度时段内区域的火电机组总实时出力，为火电机组二次调频信号，为辅助火电机组完成二次调频的其他机组二次调频信号之和，为传入区域的联络线出力计划实时调节量，为第个调度时段内传入区域的联络线出力计划实时调节量，为区域新能源时刻的出力计划，为区域时刻的平均出力计划，为传入区域的联络线出力计划，为区域其他火电机组出力计划之和，为区域的等效惯量，为区域负荷的阻尼系数，为火电机组的时间常数，为火电机组的调差系数，为区域时刻的新能源实时出力，为二次调频系数，为区域火电机组的出力速率，和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈然，周蠡，许汉平，蔡杰，贺兰菲，周英博，李吕满，张赵阳，廖晓红，熊一，孙利平，熊川羽，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：